Světelný princip LED

Všedobíjecí pracovní světlo, Přenosné kempové světloaMultifunkční světlometPoužijte typ LED žárovky. Abychom pochopili princip diodové vedené, nejprve pochopili základní znalosti polovodičů. Vodivé vlastnosti polovodičových materiálů jsou mezi vodiči a izolátory. Jeho jedinečné rysy jsou: když je polovodič stimulován vnějším světelným a tepelným podmínkou, jeho vodivá schopnost se výrazně změní; Přidání malého množství nečistot k čistému polovodiči významně zvyšuje jeho schopnost provádět elektřinu. Křemík (SI) a germanium (GE) jsou nejčastěji používanými polovodiči v moderní elektronice a jejich vnější elektrony jsou čtyři. Když atomy křemíku nebo germania tvoří krystal, sousední atomy vzájemně interagují, takže se vnější elektrony sdílejí dvěma atomy, které tvoří kovalentní vazbu strukturu v krystalu, což je molekulární struktura s malou omezení. Při teplotě místnosti (300 K) způsobí, že tepelné excitace způsobí, že některé vnější elektrony dostanou dostatek energie, aby se odtrhly od kovalentní vazby a staly se volnými elektrony, tento proces se nazývá vnitřní excitace. Poté, co je elektron nevázaný, aby se stal volným elektronem, je v kovalentní vazbě ponecháno neobsazené místo. Toto volné místo se nazývá díra. Vzhled díry je důležitým rysem, který odlišuje polovodič od vodiče.

Když je do vnitřního polovodiče přidáno malé množství pentavalentní nečistoty, jako je fosfor, bude mít další elektron po vytvoření kovalentní vazby s jinými polovodičovými atomy. Tento extra elektron potřebuje velmi malou energii, aby se zbavil vazby a stal se volným elektronem. Tento druh nečistotního polovodiče se nazývá elektronický polovodič (N-typ polovodiče). Avšak přidání malého množství trivalentních elementárních nečistot (jako je boron atd.) Avšak do vnitřního polovodiče, protože po vytvoření kovalentní vazby s okolními atomy polovodičů má pouze tři elektrony. Tento druh nečistotního polovodiče se nazývá dírní polovodič (p-polovodič typu p). Když jsou kombinovány polovodiče typu N a P a p-typu, existuje rozdíl v koncentraci volných elektronů a děr na jejich spojení. Elektrony i otvory jsou rozptýleny směrem k nižší koncentraci a zanechávají nabité, ale imobilní ionty, které ničí původní elektrickou neutralitu oblastí typu n a p. Tyto imobilní nabité částice se často nazývají prostorové náboje a jsou soustředěny poblíž rozhraní oblastí N a P za vzniku velmi tenké oblasti kosmického náboje, která je známá jako křižovatka PN.

Když je na obou koncích PN křižovatky (pozitivní napětí na jednu stranu typu p) aplikováno napětí dopředného zkreslení, otvory a volné elektrony se pohybují kolem druhého a vytvářejí interní elektrické pole. Nově vstřikované otvory se poté rekombinují s volnými elektrony, někdy uvolňují přebytečnou energii ve formě fotonů, což je světlo, které vidíme emitované LED. Takové spektrum je relativně úzké a protože každý materiál má jinou mezeru v pásmu, vlnové délky emitovaných fotonů se liší, takže barvy LED jsou určovány použitými základními materiály.